超高層城市綜合體建筑消防設(shè)計(jì)研究

賈甲

（中儒科信達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司，濟(jì)南251400）

1 引言

城市綜合體建筑功能復(fù)雜，是集中了服務(wù)業(yè)、商業(yè)、展覽中心3種功能，相互促進(jìn)、相互影響，面積通常在100 000 m2以上，是能夠適應(yīng)不同時(shí)段的城市生活的建筑群體。城市綜合體包容性非常強(qiáng)，功能強(qiáng)大，向內(nèi)集中，向外輻射，具備引領(lǐng)、調(diào)適等特征，對功能組合、交通流線、防火等方面的設(shè)計(jì)具有更高的要求。尤其是在城市綜合體建筑內(nèi)，消防設(shè)計(jì)非常重要。本文在闡述城市綜合體建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際工程案例，分析綜合體建筑的消防設(shè)計(jì)，并結(jié)合不同樓層消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)，闡述建筑的消防設(shè)計(jì)的內(nèi)容、細(xì)節(jié)控制。

2 城市綜合體建筑的設(shè)計(jì)

城市綜合體建筑的設(shè)計(jì)與開發(fā)要考慮建筑的不同功能組合，使具備各個功能的建筑之間相互聯(lián)系，相互促進(jìn)。因此，在對城市綜合體進(jìn)行建筑消防設(shè)計(jì)時(shí)，不能將其作為單獨(dú)的商業(yè)建筑、綜合樓、密集建筑群體，也不能將其作為住宅區(qū)、工業(yè)園區(qū)、城市街區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。城市綜合體建筑在設(shè)計(jì)與規(guī)劃方面本身就存在諸多特質(zhì)，由此帶來很多消防問題。在消防設(shè)計(jì)方面，主要有以下問題：（1）要考慮建筑超大規(guī)模規(guī)劃布局和城市現(xiàn)有消防設(shè)施之間的矛盾。城市綜合體本身功能復(fù)雜，在適應(yīng)社會發(fā)展的基礎(chǔ)上，還要具備現(xiàn)代化建筑的全部功能，包括辦公、餐飲、商業(yè)、娛樂等[1]。加上城市用地緊張，很多建筑沒有完善的消防設(shè)計(jì)，公共消防不夠健全。（2）要考慮復(fù)雜的交通體系和消防車輛、人行通道之間的矛盾，為了使不同功能組成部分之間形成完整而統(tǒng)一的有機(jī)體，將地上建筑、地下建筑、相鄰建筑等連接在一起，以滿足商業(yè)和服務(wù)功能。建筑密集增加了消防救治難度，在功能組合、交通流線、防火等多方面提出了更復(fù)雜的要求。（3）要考慮超高層建筑設(shè)計(jì)與消防撲救之間的關(guān)系。超高層城市綜合體擁有極大的建筑規(guī)模和建筑空間，在大型商場、商業(yè)街等繁華樓層內(nèi)可能存在大量可燃物體，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢會快速蔓延，煙氣也會快速擴(kuò)散。而城市綜合體樓層設(shè)計(jì)復(fù)雜，如果不考慮消疏散，很有可能造成巨大的損失，危害人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

城市綜合體的消防設(shè)計(jì)已經(jīng)不能僅僅從建筑角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是需要綜合各方面統(tǒng)一規(guī)劃，合理設(shè)計(jì)，分項(xiàng)設(shè)計(jì)，從而獲得合理完善的設(shè)計(jì)方案。

3 工程分析

某工程為商業(yè)綜合體，以紡織業(yè)商場為主，輔以會展商業(yè)，并具備餐飲、商業(yè)寫字樓以及公寓住宅功能，建筑結(jié)構(gòu)為超高層建筑，建筑總面積為311 815.15 m2，其中，占地面積為11 038.80 m2，整體由50層甲級寫字樓、34層辦公樓板樓、5層商業(yè)樓、4層地下室組成。其中，商業(yè)寫字樓高達(dá)218.35 m，整體工程建設(shè)面積超過了98 000 m2；項(xiàng)目中的商業(yè)板樓高度設(shè)計(jì)為158.45 m，商業(yè)樓高度為30.30 m。

由于工程位置較為特殊，在實(shí)際施工中，需要秉承人車分流，合理分區(qū)的基本施工理念。施工中，商業(yè)樓主出入口位于北向；辦公樓塔樓集中在東面和北面；辦公樓板樓位于南面，以此實(shí)現(xiàn)對人流以及車流的分離處理，避免人流與車流的交匯而增加出行風(fēng)險(xiǎn)。

工程項(xiàng)目的1~3層主要經(jīng)營紡織品，為商場模式，還設(shè)置菜市場、郵政所、變電房、公廁等基礎(chǔ)功能設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)對工程功能性的補(bǔ)充；4層以餐飲為主，包含各種宴會餐廳、廚房等；5層為展覽廳，能夠根據(jù)后續(xù)活動需要靈活布置；6層進(jìn)行綠化施工，主要以綠化休閑功能為主，補(bǔ)充項(xiàng)目休閑區(qū)域缺乏的問題，辦公樓則以2個核心筒為主，同時(shí)，盡量靠近南側(cè)，使1~5層的商業(yè)空間實(shí)現(xiàn)人流動線的統(tǒng)一，提升工程動線設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性；7~34層為辦公樓層。辦公塔樓為點(diǎn)式單塔平面結(jié)構(gòu)，核心筒居中，首層設(shè)置出入口大堂，2~5層同層商業(yè)相連接，6~50層為辦公樓層。地下4層為車庫、設(shè)備放、非機(jī)動車庫，也可以兼?zhèn)淙朔拦こ獭?/p>

隨著綜合型商業(yè)建筑的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其占地面積以及建設(shè)成本投入不斷提升，尤其容納的人口數(shù)量非常多，建筑本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，使用人群復(fù)雜，物業(yè)管理水平參差不齊，在充分考慮這些因素的前提下進(jìn)行建筑消防設(shè)計(jì)難度很大，需要注重消防安全問題，根據(jù)實(shí)際進(jìn)行疏散通道寬度的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行首層疏散口、中庭防火、高層平面布置等設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者需要注重對相關(guān)防火規(guī)范進(jìn)行深入研究，以此充分保證工程建設(shè)以及后續(xù)運(yùn)行時(shí)的消防安全。本項(xiàng)目為綜合商業(yè)結(jié)構(gòu)，超高層塔樓、樓板以及工程主體的施工難度和施工性耐火性要求極為嚴(yán)格，給現(xiàn)代超高層防護(hù)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

4 防火設(shè)計(jì)

4.1 總平面

在本項(xiàng)目整個建筑群周邊5~10 m范圍內(nèi)修建4 m寬的環(huán)形消防車道，廣場中設(shè)置隱形消防車道，車道鋪設(shè)硬質(zhì)地面。建筑之間為寬闊綠地，可以保證13 m寬的迎面撲救的消防寬度。高層建筑之間的間距應(yīng)大于13 m[2]。

4.2 5層商業(yè)樓的設(shè)計(jì)

在建筑消防設(shè)計(jì)中，疏散寬度為：

式中，Ws為疏散寬度；S為項(xiàng)目總面積，m2，包括建筑面積與地上折算率50%的綜合；K為換算系數(shù)；W為疏散寬度百人指標(biāo)。得到2層、3層、4層以及以上樓層的商業(yè)疏散寬度分別為：0.85 m、0.77 m、0.60 m。

餐飲樓的消防設(shè)計(jì)使用大空間宴會廳式設(shè)計(jì)防火分區(qū)，每一個防火分區(qū)都不應(yīng)大于4 000 m2。在建筑消防設(shè)計(jì)中，餐飲樓疏散寬度：

式中，R為可容納座位數(shù)，個。按照美食城的防火區(qū)，則防火區(qū)分區(qū)應(yīng)均小于4 000 m2，疏散寬度可以按照商業(yè)模式來計(jì)算。

在5層展覽樓中，不同分區(qū)防火面積均小于4 000 m2，展覽疏散寬度為：

式中，R5為疏散人數(shù)，R5=展廳面積×0.5。

整體項(xiàng)目包含防煙樓梯17座。其中，敞開式室外樓梯有8座，處于工程東西墻外兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)設(shè)備的節(jié)約，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會效益，符合現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)理念。同時(shí)，臨近的防火分區(qū)通過獨(dú)立安全出口設(shè)計(jì)方式，提升了消防安全性，一旦發(fā)生消防安全事故，可以從兩側(cè)進(jìn)行分別疏散，相鄰位置內(nèi)設(shè)置疏散樓梯，使用甲級防火門，計(jì)入各自分區(qū)寬度、樓梯間門凈寬度、前室們凈寬值，計(jì)算中取最小值，以節(jié)約占地面積，并在主體商業(yè)樓設(shè)置2組用于貨運(yùn)的電梯，其中1組兼作用消防電梯，與疏散樓梯間合用空間[3]。

4.3 34層超高層辦公樓板

工程的內(nèi)樓板設(shè)計(jì)采用對開式，南北面對設(shè)布置，既能獨(dú)立運(yùn)行，也可以進(jìn)行貫通使用。每一層建筑面積2 625 m2，辦公面積為1 690 m2，南面設(shè)置左右對稱的2個核心筒，其中包含不同的防煙樓梯，分別設(shè)置對應(yīng)的防火區(qū)域。另外一座防煙樓梯設(shè)置在相鄰防火區(qū)間內(nèi)，合用消防前室，按照電梯凈寬的1/2與各自分區(qū)的綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足疏散寬度要求。合用前室的設(shè)施能節(jié)省一定面積。超高層建筑辦公疏散寬度：

式中，R34為34層辦公樓層的疏散人數(shù)。

此樓層中設(shè)置了避難層，兩避難層之間高度小于50 m，以經(jīng)過避難層的防煙樓梯作為分隔層，使用人員必須經(jīng)過電梯進(jìn)入樓層，因此，需要保證避難層防煙電梯人均凈使用面積為5 m2。并于核心筒內(nèi)進(jìn)行貨梯的設(shè)計(jì)，需要同時(shí)滿足消防電梯的使用，電梯的速度要求為3 m/s，在1 min內(nèi)能夠達(dá)到頂層。

4.4 50層辦公塔樓

中央作為工程的核心設(shè)計(jì)內(nèi)容，要求做到辦公空間的靈活設(shè)計(jì)，以走廊為中心進(jìn)行環(huán)繞式布局。每一層建筑面積為2 219 m2，辦公使用面積為1 300 m2，分2個防火區(qū)。設(shè)置2座防煙樓梯，相鄰防火區(qū)合用，分別設(shè)置前室，以1/2梯段為標(biāo)準(zhǔn)，全面滿足工程消防事故發(fā)生時(shí)的疏散需求，保證平面緊湊，使用效率高。辦公樓疏散寬度為：

式中，R50為50層疏散人數(shù)。7層、21層、36層設(shè)計(jì)為避難層，全面提升了工程設(shè)計(jì)的安全性需求。實(shí)際設(shè)計(jì)中，該區(qū)域的防煙樓梯需要進(jìn)行分隔處理，既能夠保證上下通暢，人均避難面積設(shè)計(jì)也要在5 m2以上。在核心筒內(nèi)，應(yīng)設(shè)置2臺消防電梯，其速度為4 m/s，1 min內(nèi)要能夠直達(dá)頂層。

4.5 首層疏散

首層在設(shè)計(jì)上需要布置整個綜合體的各種出入口，如商場大門、辦公大堂、消防控制中心、規(guī)劃組織配套等，均要滿足基本商業(yè)疏散需要。同時(shí)，需要合理布置2層以上的疏散樓梯出口、設(shè)備管井口等。

由于商業(yè)綜合體建筑面積和進(jìn)深較大，很容易導(dǎo)致室內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的疏散需要在平面中部來完成。為滿足商業(yè)功能需求，還需要做敞開式防火門的設(shè)計(jì)，保證其通暢性和安全性。疏散寬度按照疏散樓梯、不同走道的疏散寬度來進(jìn)行疊加計(jì)算。

4.6 中庭設(shè)計(jì)

中庭是綜合建筑體中的“庭院空間”部分，作為與室外空間相連接、相融合的一部分，是在室內(nèi)空間享受外部環(huán)境的一種現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方式。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的中庭為32.4 m×13.5 m（長×寬），高為30.3 m，環(huán)繞通道寬度為4.8 m，在每個樓層的兩邊布置自動扶梯。貫通5層方便采光，整個中庭給人通透、明亮的感覺，營造出商業(yè)綜合體內(nèi)的共享空間，打造更好的視覺焦點(diǎn)，休憩空間，起到以小見大的效果[4]。

在防火設(shè)計(jì)時(shí)，每層按照中庭規(guī)范設(shè)置特殊防火卷簾，不同樓層聯(lián)通、疊加，與首層消防相對應(yīng)，設(shè)置煙感、溫感探測系統(tǒng)、自動噴淋裝置，采光棚頂下設(shè)置排煙口。

4.7 地下室的消防

地下停車場防火分區(qū)面積約4 000 m2，設(shè)置專門設(shè)備用房和非機(jī)動車房，面積約1 000 m2。機(jī)動車復(fù)式停車庫防火區(qū)面積約2 600 m2，采用自動滅火系統(tǒng)，車道穿過相鄰防火區(qū)，防火區(qū)的分區(qū)墻面上設(shè)置甲級防火卷簾。設(shè)置近2 000個停車位，雙車道出入口，與首層室外直接相連。車庫內(nèi)到最遠(yuǎn)工作點(diǎn)的最近疏散距離為60 m，在每一個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置了2個獨(dú)立疏散樓梯，直接與室外相連，共設(shè)置6臺消防電梯。非機(jī)動車車庫面積為5 141 m2，有6個防火分區(qū)，每一個分區(qū)內(nèi)設(shè)置2個獨(dú)立安全疏散樓梯，與室外空間直接相連。

地下室的消防設(shè)計(jì)中，消防水池、消防水泵、地下電氣設(shè)備、制冷機(jī)房等均形成防火分區(qū)，與疏散樓梯相連。

5 結(jié)語

在城市化發(fā)展背景下,城市綜合體面積越來越龐大，功能也越發(fā)復(fù)雜，在建筑消防設(shè)計(jì)中，需要處理好與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，同時(shí)，做好功能的組合與設(shè)計(jì)，組織好商業(yè)、人流線，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局，保證建筑的使用安全，使城市綜合體賦含向外輻射的驅(qū)動力。